到2050年,要实现净零排放,每年需要从大气中移除多达100亿吨二氧化碳。
就可扩展性、持久性和可验证性而言,直接空气捕集可提供质量最高的二氧化碳移除。
然而,要使直接空气捕集得到广泛应用,其成本必须从每吨600至1,000美元降至每吨200美元以下。
到2050年,每年需要从大气中移除多达100亿吨二氧化碳(CO2),根据多种净零情景的中位数估计经政府间气候变化专门委员会(IPCC)考虑。
没有二氧化碳移除(CDR)技术,我们就无法实现净零排放,这些技术是实现净零中“净”字的关键。在这些技术中,直接空气捕集(DAC)相较其他CDR方法具有显著优势。
直接空气捕集——该技术可在任何地点从大气中提取二氧化碳,而非在排放源处进行捕集,就可扩展性、持久性和可验证性而言,可提供质量最高的CO2移除。
此外,DAC的土地效率超过再造林的100倍,这有助于提升其可扩展性。此外,直接空气捕集可将排放封存数个世纪,使其成为所有移除方式中最持久的一种。
最后,追踪已移除的二氧化碳当量(CO2e)数量十分直接,使其比某些基于自然的解决方案(例如海洋碱化)更具可验证性。因此,尽管该技术仍处于起步阶段,DAC仍可在实现净零排放方面发挥关键作用。
尽管如此,政府和其他参与方相对较低的支持,阻碍了直接空气捕集沿成本曲线下降,使DAC的全部潜力面临风险。
直接空气捕集的成本需要下降
我们估计,要使该技术得到广泛应用,DAC的成本(即包括最终封存在内的二氧化碳移除全流程成本)需要从当前每吨二氧化碳600至1,000美元降至每吨200美元以下,理想情况下接近每吨100美元。这一目标必须在2050年前实现,但最好更早。
这一成本降低将大幅加快对直接空气捕集的需求,鼓励私营开发商建设更多产能,并使该技术对全球各地都负担得起。
然而,要挖掘推动成本下降的洞见和技术,短期内将需要远超当前规划的产能,其前提是人们预期所产生的碳信用将有市场。
应对这一挑战需要范式转变。我们认为,将DAC成本降至每吨二氧化碳150美元或以下是可以实现的,但要达到这一目标将颇具挑战。实现该目标取决于若干领域的早期且显著进展,并需要政府及其他利益相关方(包括碳核算机构和净零目标制定组织)发挥各自作用。
BCG如何支持直接空气捕集的规模化发展
在BCG,除了减少价值链内排放的基于科学的目标外,我们还承诺通过购买高质量的二氧化碳移除服务,于2030年前消除所有剩余排放。
具体而言,我们希望帮助扩大最具前景的前沿工程碳移除解决方案的规模。我们已与Climeworks建立了为期10年的合作伙伴关系,Climeworks是通过直接空气捕集实现二氧化碳移除的领导者;我们还与CarbonCapture Inc建立合作,在五年内移除40,000吨CO2e。
这只是BCG已签署的两项DAC协议,我们希望未来签署更多此类协议,以推动脱碳技术发展。通过与直接空气捕集领导者建立长期合作伙伴关系,我们旨在释放DAC的潜力,并推动迈向净零世界。
直接空气捕集成本可能大幅下降
我们发现,DAC成本事实上有可能大幅下降,甚至降至每吨150美元以下的水平。
例如,太阳能装置成本在过去40年中下降了90%以上。

我们必须在大约一半的时间内实现直接空气捕集成本的类似降幅,为此,需要在投资、政府支持、合作模式和更广泛的行业参与方面实现大幅提升。
我们估计,若维持现状,DAC成本不太可能降至每吨300至400美元以下。根据我们的模型,要将成本降至每吨200美元及以下,需要采取如下激励措施:显著更优惠的资本成本、降低运营费用的支持性基础设施、加速学习,并在2050年之前远早于此时即开展大规模前期部署。

目前,生产规模远低于使该技术真正具备可行性所需的产能。DAC工厂的规模也需远大于现有水平。此外,所有这些建设活动将在各个站点内部以及整个行业范围内带来显著的规模经济效益。
由于经验曲线效应和共享学习,随着部署产能增加,资本支出成本通常会下降。以燃气轮机为例,每当产能翻一番,资本支出成本便下降15%。
我们估计,如果DAC实现类似的改进,则需要每年约一吉吨(10亿吨)的产能,并需追加约2000亿美元的资本支出和运营费用投资,才能使该技术充分沿学习曲线下降,从而使成本具有吸引力。
如果学习率较低,投资总额将大幅提高。例如,学习率为13%时,投资额将高出两到三倍,这凸显了尽可能最大化共享学习的必要性。
如何将直接空气捕集转化为可行的解决方案
要使DAC成为应对气候危机的可行解决方案,需要在多个领域采取行动。四项近期杠杆可降低成本,使该技术具有吸引力,但参与方需要同时大力推动每一项杠杆。具体包括:
1. 加快共享学习,以更快沿成本曲线下降。
2. 在资本需求方面,将DAC视为公用事业进行管理。
3. 通过改变碳核算规则,大幅增加投资。
4. 聚焦最优选址。
如需详细了解每项杠杆,请参阅我们的完整出版物,网址为BCG.com。
低成本直接空气捕集具有挑战性,但不比任何其他革命性技术更具挑战。对于DAC改进的极限将是多少,目前无人能够作出确定性判断。然而,有一点是确定的:利害关系极其重大。
要实现一吉吨(10亿吨)的直接空气捕集产能,成本不会低。但鉴于气候危机的严峻程度,我们不能不借助一切可用手段来扩大这项突破性技术的规模。我们必须迎难而上,全力推进。



